Beschreibung

Abstimmbarer Kondensator und Schaltung mit einem solchen Kondensator

In der Mikroelektronik eingesetzte Kondensatoren müssen wie alle anderen Komponenten immer weiter miniaturisiert werden, um entsprechend kleinere, energiesparendere oder auch nur leistungsstärkere Endgeräte zu ermöglichen. Bei Kondensatoren können dazu Dielektrika mit relativ hohen relativen Die- lektrizitätszahlen verwenden werden. Mit Ferroelektrika wie Blei-Zirkonat-Titanat (PZT) , Barium-Strontium-Titanat (BST) , Strontium-Titanat und anderen können je nach Material und Zusammensetzung relative Dielektrizitätszahlen von über 1000 erreicht werden. Bei Anlegen einer Spannung an solche Ferroelektrika tritt bei diesen Materialien jedoch häufig piezoelektrisches Verhalten auf, wobei die Piezokonstante dieser Materialien über 0,1 C/m ² steigt. Hinzu kommt, dass die relative Dielektrizitätskonstante meist ebenfalls spannungsabhängig ist. Dadurch eröffnet sich die Möglichkeit, mit Ferroelektrika spannungsabhängige beziehungsweise durch variierende Spannung abstimmbare Kondensatoren herzustellen.

Miniaturisierte und in Dünnfilmtechnik hergestellte Kondensatoren können einen Aufbau als Platten- Interdigital- oder Grabenanordnung (Grubenkondensator) aufweisen. Die höchsten Kapazitätsdichten, also die höchste Kapazität eines Dünnschichtkondensators pro Flächeneinheit des Substratmaterials werden mit Grubenkondensatoren erreicht. Diese sind jedoch nur aufwändig herzustellen. Plattenkondensatoren mit einer parallel zur Substratoberfläche zwischen zwei Elektroden angeordneter Dielektrikumsschicht können mit einem Ferroe- lektrikum bei einer Dielektrikumsdicke von etwa 100 nm eine

Kapazitätsdichte bis zu 100 fF/μm ² erreichen. Ein Kondensator mit einer Kapazität 10 pF hat dann nur noch eine Fläche 10 x 10 μm ² .

Als Plattenkondensator in Mehrlagentechnik aufgebaute Bauelemente können weiter erhöhte Kapazitätsdichten erreichen, sind jedoch technologisch aufwändiger. Einfach herzustellen sind Interdigitalkondensatoren, bei denen nur eine Metalllage als Interdigitalstruktur strukturiert werden muss. Die damit erzielbaren Kapazitätsdichten liegen aber bei einem typischen Elektrodenabstand von circa 500 nm bei weniger als 1 fF/μm ² . Ein Kondensator mit 10 pF Kapazität hat dann eine Fläche von mehr als 100 x 100 μm ² .

Nachteilig an Kondensatoren mit piezoelektrischem Verhalten und insbesondere mit einem spannungsabhängigen piezoelektrischen Verhalten ist der daraus resultierende wechselhafte Verlauf der Güte bei unterschiedlichen Frequenzen. In bestimmten Frequenzbereichen zeigen Kondensatoren mit piezoelektrischen Dielektrika stark verminderte Güten auf, die auf akustische Resonanzen innerhalb des Kondensatoraufbaus zurückgeführt werden. Diese Resonanzen können die Funktions- tüchtigkeit solcher Komponenten in sehr starkem Maße einschränken und für in der Regel höhere Frequenzen oft unbrauchbar machen. Diese Nachteile haben bislang dazu geführt, dass hochkapazitive Kondensatoren bislang noch keine breite Anwendung in mit Mobilfunkfrequenzen arbeitenden Schaltkreisen und Schaltungen gefunden haben.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Kondensator anzugeben, der für HF-Anwendungen einsetzbar ist und dort eine ausreichend hohe Güte aufweist .

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Kondensator nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind weiteren Ansprüchen zu entnehmen.

Es wurde festgestellt, dass die akustischen Resonanzfrequenzen eines piezoelektrischen Kondensators durch die mechanischen Eigenschaften der einzelnen im Kondensator eingesetzten Schichten und somit durch den gesamten Schichtaufbau bestimmt wird. Zum resonanten Verhalten trägt die Schallgeschwindigkeit in den einzelnen Schichten, deren Dicke und auch die Impedanzsprünge an den Grenzflächen zwischen den Schichten bei . Ein hoher Impedanzunterschied zwischen zwei benachbarten Schichten bedeutet eine hohe Reflexion an dieser Grenzfläche, sodass sich zwischen zwei Grenzflächen mit Impedanzsprung eine stehende Welle ausbilden kann, die das Bauelement zu einem Resonator macht .

In einem Schichtaufbau sind jedoch üblicherweise eine Vielzahl von Materialübergängen und damit an potenziellen reflektierenden Grenzflächen gegeben, die zum Auftreten mehrerer Resonanzen führen. Ein erfindungsgemäßer Kondensator weist daher einen Mehrschichtaufbau auf, der zumindest eine untere und eine obere Elektrode sowie ein dazwischen angeordnetes Dielektrikum umfasst, wobei sich im Schichtaufbau resonante Schwingungsmoden akustischer Volumenwellen ausbreiten können. In diesem Schichtaufbau wird nun durch geeignete Materialauswahl, Anzahl und Dicken der verwendeten Schichten ein reso- nantes Verhalten so eingestellt, dass die Resonanzfrequenzen der ausbreitungsfähigen Schwingungsmoden außerhalb von drei wesentlichen im Mobilfunk eingesetzten und genutzten Bandbereichen zu liegen kommen. Dies ist insbesondere ein erster Bandbereich zwischen 810 und 1000 Megahertz, ein zweiter Bandbereich zwischen 1700 und 2205 Megahertz und ein dritter

Bandbereich zwischen 2400 und 2483,5 Megahertz. Der erste und der zweite Bandbereich werden für die beiden GSM-Mobilfunkbänder sowie für UMTS verwendet, während der dritte Frequenzbereich für WLAN eingesetzt wird. In einem erfindungsgemäßen Kondensator werden also bewusst Resonatoren ausgebildet und deren Resonanzfrequenzen in geeigneter Weise so angeordnet, dass die genannten Bandbereiche ausreichend weit davon entfernt sind, so dass der Kondensator in den genannten Bandbereichen eine ausreichend hohe Güte aufweist. Zwischen den Bandbereichen kann die Güte des Kondensators dabei auf beliebig tiefe Werte absinken, bleibt aber dennoch in den Bandbereichen, in denen er eingesetzt werden soll, auf ausreichend hohem Niveau, so dass der Kondensator in den genannten Bandbereichen voll einsatzfähig ist.

Als bevorzugtes Dielektrikum wird im Kondensator Strontium- Titanat, Barium/Strontium-Titanat oder Blei-Zirkonat/Titanat eingesetzt. Alle diese Materialien weisen eine spannungsabhängige relative Dielektrizitätskonstante auf und machen den Kondensator abstimmbar.

Vorteilhaft für die Verwendung eines Kondensators ist es, den Schichtaufbau so zu gestalten, dass auch noch ein vierter Bandbereich zwischen 5150 und 5250 Megahertz mit den dort angesiedelten WLAN-Frequenzen freigehalten bleibt. Ein Kondensator mit diesen vier von Resonanzfrequenzen freien Bandbereichen und dementsprechend ausreichend hohen Güten in den Bandbereichen ist universell für nahezu alle heute in der mobilen Kommunikation eingesetzten Frequenzen funktionstüchtig und kann daher in entsprechenden Geräten und Schaltungen eingesetzt werden.

Eine erste allgemeine Lösung für einen Kondensator mit Schichtaufbau und Resonanzfrequenzen außerhalb der vier genannten Bandbereiche liegt darin, den GesamtSchichtaufbau so dünn zu gestalten, dass die tiefste Resonanzfrequenz erst o- berhalb des vierten Bandbereichs, also oberhalb von 5250 Megahertz auftritt. Dazu muss die Gesamtschichtdicke deutlich unter 0,5 μm gesenkt werden. Nachteilig sind dann jedoch die relativ dünnen Kondensatorelektroden, die dann jeweils dünner als 200 nm sind. Aus technischen Gründen für die eingesetzten ferroelektrischen Materialien jedoch Wachstums- und Haftschichten mit geringer elektrischer Leitfähigkeit erforderlich, die bei der genannten geringen Gesamtschichtdicke zu hohen elektrischen Verlusten führen, die die Einsatzmöglichkeit solcher Bauelemente stark einschränken.

Ein zweiter allgemeiner Ansatz liegt darin, die tiefste Resonanzfrequenz zwischen 2483,5 Megahertz und 5150 Megahertz anzusiedeln und die zweite Resonanzfrequenz in einen Bereich über 5250 Megahertz zu verschieben. Zur Realisierung sind jedoch ebenfalls Schichtaufbauten mit Einzelschichtdicken erforderlich, die unterhalb der für geringe Verluste optimalen Schichtdicken liegen. Es können daher funktionsfähige Kondensatoren konstruiert werden, die gegenüber der ersten Lösungs- möglichkeit verbessert, aber noch nicht für alle Einsatzmög- lichkeiten tauglich sind.

Eine dritte allgemeine Lösungsmöglichkeit besteht in einem Kondensator mit einer niedrigsten Resonanzfrequenz zwischen 2250 und 2400 Megahertz, während weitere Resonanzfrequenzen zwischen 2483,5 Megahertz und 5150 Megahertz und/oder über 5250 Megahertz liegen. Dies erfordert für die erste Resonanzfrequenz eine Bandbreite von 150 Megahertz. Dies bedeutet, dass in einem Abstand von 75 Megahertz von dieser Resonanz-

freguenz mit minimaler Güte die Güte des Kondensators wieder ausreichend hoch angestiegen sein muss. Dies kann jedoch erreicht werden, in dem die Reflexion an den entscheidenden Grenzflächen verbessert wird. Dies kann erreicht werden, in dem die Grenzfläche des Schichtaufbaus zum Substrat hin besonders glatt gestaltet wird.

Weiter verbessert ist jedoch ein Kondensator, in dem im unteren Schichtbereich ein akustischer Spiegel realisiert ist. Ein akustischer Spiegel ist von den in der Filtertechnik eingesetzten BAW-Resonatoren (BuIk Acoustic Wave) und FBAR- Resonatoren (Film BuIk Acoustic Wave Resonator) bekannt. Er besteht aus zumindest einem Schichtenpaar, umfassend jeweils eine Hochimpedanzschicht und eine Niederimpedanzschicht, wobei eine für den akustischen Spiegel ausreichende Reflexions- Wirkung dann auftritt, wenn das Verhältnis der beiden akustischen Impedanzen Z _N /Z _H < 0,66 beziehungsweise das Verhältnis Z _H /Z _N > als 1,5 ist. Als Hochimpedanzschichten können insbesondere schwere Metalle eingesetzt werden wie beispielsweise Platin, Molybdän, Wolfram, Kupfer, Gold oder TiW, deren akustische Impedanzen im Bereich zwischen 40 und 100 x 10 ⁶ Kilogramm/m ² s liegen. Als Niederimpedanzschichten kommen neben weiteren spezifisch relativ leichten Materialien insbesondere Siliziumoxid, Siliziumnitrid oder auch Aluminium in Frage, deren akustische Impedanzen zwischen 13 und 21 liegen.

Ein akustischer Spiegel kann in seinem Reflexionsverhalten auf eine gewisse Mittenfrequenz mit der Wellenlänge λ _m eingestellt werden, wenn die Dicken für das Schichtenpaar des Spiegels jeweils auf einen Wert λ _m /4 eingestellt werden. Bei einer Wellenlänge λ _m tritt dabei maximale Reflexion mit einem Reflexionsfaktor 1 auf. Die Bandbreite des Spiegels, also der Frequenzbereich, in dem eine ausreichende Reflexion stattfin-

det steigt mit abnehmender Güte des Spiegels. Eine ausreichend hohe ReflexionsWirkung in einem breiten Frequenzband kann daher erreicht werden, wenn entweder mehrere Schichtenpaare aus Hoch- und Niederimpedanzschichten übereinander angeordnet und deren Mittenfrequenzen gegeneinander versetzt sind. Alternativ kann die Güte eines Spiegels verringert werden. In allen Fällen wird jedoch bei einem Kondensator mit eingebautem akustischen Spiegel die Resonanz der im Kondensatorschichtaufbau enthaltenen Resonatoren verbessert und damit deren Bandbreite verringert . Ein für erfindungsgemäße Kondensatoren gut geeignetes Schichtenpaar für den akustischen Spiegel umfasst beispielsweise eine Doppelschicht aus 800 nm Platin und 900 nm Siliziumdioxid. Dieses Schichtenpaar weist zwischen 0,9 und 2,1 Gigahertz, also im Bereich zwischen erstem und drittem Sperrbereich einen auf Longitudinalwellen bezogenen Reflektivitätsfaktor von nahezu 1 auf.

Eine vierte prinzipielle Möglichkeit zur Realisierung eines gewünschten Kondensators besteht in dem Aufbau eines Schicht- bereichs mit Resonatoren und Teilresonatoren, deren tiefste Resonanzfrequenz zwischen 1000 Megahertz und 1700 Megahertz sowie evtl. weiteren Resonanzfrequenzen zwischen 2250 Megahertz und 2400 Megahertz sowie zwischen 2483,5 und 5150 Megahertz sowie über 5250 Megahertz liegt. Bei dieser Variante können ausreichend dicke Metallisierungen eingesetzt werden, die einen niedrigen elektrischen Widerstand zur Folge haben. Für die erste Resonanz zwischen ersten und zweiten Bandbereich ist außerdem mit 700 Megahertz ausreichend Bandbreite gegeben, dass die Güte des Kondensators im benachbarten ersten und zweiten Bandbereich wieder auf einen ausreichend hohen Wert ansteigen kann.

Eine fünfte prinzipielle Möglichkeit zur Realisierung eines erfindungsgemäßen Kondensators liegt in einem Schichtaufbau, der eine tiefste Resonanzfrequenz unter 810 Megahertz und weitere Resonanzfrequenzen zwischen 1000 und 1700 Megahertz, zwischen 2205 und 2400 Megahertz, zwischen 2483,5 und 5150 Megahertz sowie über 5250 Megahertz aufweist. Mit einer tiefsten Resonanzfrequenz unter 810 Megahertz können dicke Elektroden mit einem niedrigen elektrischen Widerstand eingesetzt werden. Höhere harmonische und weitere Resonanzen haben aber zueinander einen relativ geringen Frequenzabstand, so- dass zur Freihaltung der gewünschten Bandbereiche von Resonanzfrequenzen ein aufwändiger und sorgsam abgestimmter Schichtaufbau erforderlich ist.

Die Resonatoren sind auf keramischen oder kristallinen Substraten aufgebaut, insbesondere auf kristallinem Silizium o- der Aluminiumoxid. Insbesondere im letzten Fall ist als unterste Schicht des Schichtaufbaus eine Dielektrikumsschicht bevorzugt, die einen guten Planarisierungseffekt aufweist und die technisch bedingte hohe Rauigkeit der Aluminiumoxidoberfläche ausgleicht. Gut geeignet hierfür sind beispielsweise Siliziumoxid und Siliziumnitridschichten. über diese Dielektrikumsschicht, deren Dicke zur Bestimmung der Resonanzfrequenzen des Kondensators mit beiträgt, können wahlweise weitere dielektrische Schichten angeordnet werden. Vorzugsweise wird jedoch direkt über der untersten dielektrischen Schicht die untere Elektrode des Kondensators angeordnet. Diese kann ein- oder mehrlagig sein. Möglich ist es beispielsweise, eine zweischichtige Elektrode aus einem ersten elektrisch gut leitfähigen Metall niedriger Impedanz und eine zweite Elektrodenschicht aus einem Metall mit relativ hoher akustischer Impedanz vorzusehen. Bevorzugt ist für die Hoch-

Impedanz eine Platinschicht, die gleichzeitig als Wachstumsund Haftschicht für das Ferroelektrikum dienen kann.

Möglich ist es auch, die Materialauswahl für eine mehrschichtige Kondensatorelektrode so zugestalten, dass zwischen den beiden Materialschichten ein nur geringer Impedanzsprung auftritt, der zu keinen störenden Reflexionen führt. Eine solche Schichtkombination wird von der akustischen Welle dann wie eine einheitliche Schicht gesehen und bei der Berechnung der Resonanzfrequenzen wie eine einzige Schicht berücksichtigt.

Die ferroelektrische Schicht, zwischen der und der Elektrodenschicht noch eine Haftschicht erforderlich sein kann, weist vorzugsweise eine Schichtdicke von größer gleich 100 nm auf. Aufgrund gegebenenfalls abweichender Geschwindigkeiten der akustischen Welle kann die optimale Schichtdicke bei fer- roelektrischen Schichten anderer Zusammensetzung von diesem Wert abweichen. Auch über der ferroelektrischen Schicht kann eine weitere Haftschicht zur Verbesserung der oberen Elektrodenschicht erforderlich sein. Geeignet sind dazu beispielsweise dünne Schichten aus Platin oder TiW. Wegen ihrer schlechten elektrischen Leitfähigkeit sind diese Schichten vorzugsweise auf eine minimale Schichtdicke ausgelegt. Die weiteren Schichten für die obere Elektrode umfassen dann zumindest eine zusätzliche gut leitfähige oder auch nur ausreichend dicke Schicht aus beispielsweise Aluminium, Kupfer oder Gold. Abschließend kann eine oder mehrere Dielektrikumsschichten vorgesehen sein, die als Passivierungsschicht für die Elektrodenschichten dienen. Neben oxidischen oder allgemein keramischen Schichten kann die Passivierungsschicht auch ein organisches Polymer sein wie beispielsweise BCB (Benzo Cyclo Buten) , SOG (Spin on Glass) , Parylen, Fotolack und andere Materialien.

In einem Schichtaufbau für den Kondensator kann es erforderlich sein, zusätzliche ImpedanzSprünge durch zusätzliche Schichten geeigneter Impedanz einzuführen. Möglich ist es jedoch auch, bei der Einstellung geeigneter Resonanzen Schichtübergänge zwischen einzelnen Schichten für die akustische Welle unsichtbar und damit nicht reflektierend zu gestalten, die akustische Welle zu absorbieren oder die Reflexion zu „verschmieren" beziehungsweise unscharf zu gestalten. Für die akustische Welle unsichtbare Schichtgrenzen werden zwischen Materialien gleicher oder ähnlicher akustischer Impedanz erhalten. So weisen beispielsweise Siliziumdioxid und Aluminium nahezu identische akustische Impedanzen auf, sodass eine Siliziumoxid/Aluminium-Doppelschicht akustisch wie eine einzige Schicht betrachtet werden kann.

Viskose Schichten führen zu einer Reduktion der Reflexion, und vermindern so die Resonanz der stehenden Welle, was wellenlängenunabhängig die Güte des gesamten Kondensators verbessert. Insbesondere können die genannten Passivierungs- schichten als viskose und beispielsweise polymere Schichten ausgebildet werden.

Eine „verschmierte" Reflexion wird mit einer Phasengrenze ausreichend hoher Rauigkeit erhalten. Eine Oberflächenrauig- keit an der Schichtgrenze zur benachbarten Schicht mit Strukturgrößen größer als 100 nm führen bereits zu einer Minderung der Reflexion. Gut geeignet ist eine Oberflächenrauigkeit, die Strukturen von zumindest 0,5 μm Größe aufweist. Eine raue Oberfläche vermindert die Resonanz, da die akustische Welle in Abhängigkeit von den Strukturgrößen an der Oberfläche unterschiedlich dicke Schichten sieht, die zu einer Verbreite-

rung der Bandbreite der Reflexion führen und die dadurch die Stärke der Resonanz mindern.

Eine von Haus aus raue Oberfläche mit verminderter Reflexion daran ist die Oberfläche eines keramischen und beispielsweise aus Aluminiumoxid bestehenden Substrats. Um den weiteren Schichtaufbau bezüglich Homogenität und Planarität der Schichten nicht zu stören, kann mit einer ersten Dielektrikumsschicht, die planarisierend wirkt, die nächste Phasengrenze ausreichend plan gestaltet werden. Außerdem bietet sich an, alternativ oder zusätzlich die Oberfläche der obersten Schicht aufzurauen und damit die Phasengrenze zur Luft, die einen besonders hohen Impedanzsprung aufweist, mit geringerer Reflektivität beziehungsweise mit verschmiertem Reflexionsverhalten zu realisieren.

Außer durch Optimierung des Schichtaufbaus können auch die allgemeinen elektrischen Verluste des Kondensators reduziert werden und damit dessen Güte generell verbessert werden. So kann beispielsweise der elektrische Widerstand der Zuleitungselektroden für den Kondensator reduziert werden und damit die elektrische Güte des Kondensators erhöht werden. Dazu können die Zuleitungselektroden, die üblicherweise aufgrund der integrierten Fertigung aus dem gleichen Material beziehungsweise der gleichen Schichtkombination wie die Kondensatorelektroden gefertigt sind, durch Aufdickung mit ausreichend leitfähigen Metallen in ihrer Leitfähigkeit erheblich verbessert werden. Möglich ist es beispielsweise, die Zuleitungen mittels einer Aufdickung aus Aluminium, Gold, Kupfer oder anderen Metallen zu versehen.

Eine Zuleitung mit geringem Widerstand wird auch dann erhalten, wenn ein Kondensator mit rechteckiger Grundfläche verwendet und die Zuleitung über die längere Seitenkante erfolgt.

Ein erfindungsgemäßer Kondensator erreicht bereits mit einer Dielektrikumsschicht eine für die meistens Schaltungsumgebungen ausreichende Kapazität von 10 pF bei einer Fläche 10 x 10 μm ² . Allein die geringe Bauelementgröße macht es unvorteilhaft, einen Kondensator als diskretes Bauelement zu fertigen. Vielmehr werden erfindungsgemäße Kondensatoren integriert zusammen mit einer Schaltungsumgebung auf der Oberfläche des Substrats und, sofern dies ein halbleitendes Substrat ist, auch innerhalb des Substrats erzeugt. Möglich ist es auch, ein mehrschichtiges Substrat zu verwenden, welches mehrere Metallisierungsebenen aufweist, die durch dielektrische Schichten voneinander getrennt sind. Durch Strukturierung der Metallisierungsebenen und Verbinden unterschiedlicher Metallisierungsebenen mittels Durchkontaktierungen durch die dielektrischen Schichten können so innerhalb des Substrats passive Komponenten wie Widerstände, Induktivitäten und Kapazitäten realisiert werden. Die Kapazitäten können dabei ganz oder teilweise durch die erfindungsgemäßen Kondensatoren mit ferroelektrischen Dielektrika ersetzt werden. Möglich ist es jedoch auch, die genannten Kondensatoren mit diskreten Schaltungselementen oder mit Chipbauelementen, die integrierte Schaltungen umfassen, in einer Schaltungsumgebung auf dem Substrat zu verbinden. Ein Bauelement kann auch mehr als einen erfindungsgemäßen Kondensator umfassen, wobei die unterschiedlichen Kondensatoren für unterschiedliche Frequenzbereiche ausgelegt sein können, wobei jeder Kondensator in einem bestimmten Bandbereich eine maximale Güte aufweist, und wobei sich die Bereiche maximaler Güte bei beiden Kondensatoren unterscheiden.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und der dazugehörigen Figuren näher erläutert . Diese zeigen in schematischer und nicht maßstabsgetreuer Darstellung ganz oder ausschnittsweise Kondensatoren, Schichtaufbauten, Schaltungen und an entsprechenden Bauelementen bestimmte Messkurven.

Figur 1 zeigt einen Kondensator im schematischen Querschnitt,

Figur 2 zeigt den Schichtaufbau eines Kondensators im Querschnitt,

Figur 3 zeigt einen Kondensator mit aufgedickten Zuleitungen,

Figur 4 zeigt einen Kondensator mit akustischen Spiegel,

Figur 5 zeigt den frequenzabhängigen Verlauf des Verlustwinkels eines Kondensators mit und ohne Spiegelschichten,

Figur 6 zeigt einen Stapelkondensator im schematischen Querschnitt,

Figur 7 zeigt den Verlauf des Verlustwinkels für den in Figur 6 dargestellten Stapelkondensator,

Figuren 8 bis 12 zeigen den Verlauf der Güte von Resonatoren mit unterschiedlichen Schichtaufbauten.

Figur 1 zeigt im schematischen Querschnitt einen erfindungsgemäß als Mehrschichtaufbau auf einem Substrat S ausgebildeten Plattenkondensator. Das Substrat ist als Trägersubstrat geeignet, vorzugsweise kristallin oder keramisch ausgebildet und besteht beispielsweise aus Glas, Aluminiumoxid oder Silizium. Der Kondensator umfasst zumindest eine untere Elektrode El, die direkt auf dem Substrat S oder unter der Zwischenanordnung einer oder mehrerer elektrisch leitender oder dielektrischer Schichten aufgebracht ist. Darüber ist als Dielektrikum D ein Ferroelektrikum angeordnet, beispielsweise Barium/Strontium-Titanat . Dieses Dielektrikum kann in einer Schichtdicke von weniger als 100 nm bis zu einigen lOOnm, z.B. 400nm hergestellt werden. Damit ist gewährleistet, dass nur geringe Steuerspannungen erforderlich sind, um die von Haus aus bereits hohe abstimmbare Dielektrizitätszahl über ihre gesamte Variationsbreite voll auszunutzen. Bereits in

dieser einfachen Ausführung können hohe Kapazitätsdichten von circa 100 fF/μm ² erreicht werden.

über der Dielektrikumsschicht D ist die zweite Elektrodenschicht E2 angeordnet. Gegebenenfalls kann dazwischen noch eine weitere Haftschicht angeordnet sein, vorzugsweise ebenfalls elektrisch leitfähige Metalle oder Legierungen, die somit zur Elektrodenwirkung beitragen und somit Teilschichten der zweiten oberen Elektrode E2 darstellen.

Figur 2 zeigt im schematischen Querschnitt einen beispielhaften Schichtaufbau für den erfindungsgemäßen Kondensator. über dem Substrat S ist eine elektrisch isolierende und planari- sierend wirkende dielektrische Schicht DSl angeordnet, beispielsweise eine SiO2 -Schicht auf einem Aluminiumoxidsubstrat . Die untere Elektrodenschicht El umfasst eine erste gut leitfähige Metallschicht MEl und eine relativ dazu dünne kombinierte Wachstums- und Haftschicht HEl. Bevorzugt ist als leitfähige untere Elektrodenschicht MEl Aluminium und als Haftschicht HEl Platin. Alternativ ist die untere Elektrode als für die Leitfähigkeit ausreichend dicke Haftschicht ausgebildet, also aus einem Elektrodenmaterial mit guten Hafteigenschaften für das Dielektrikum. Die Dielektrikumsschicht D ist ein Ferroelektrikum, welches von der Zusammensetzung her so ausgewählt ist, dass es über eine an die Elektroden anlegbare Spannung in seiner Permittivität abstimmbar ist. Die darüber angeordnete zweite Elektrode E2 setzt sich hier wieder aus einer Haftschicht HE2 und einer gut leitfähigen oder ausreichend dicken Metallschicht ME2 zusammen. Die Haft- schicht HE2 kann auch mehrlagig sein und dabei eine oder mehrere Schichten, ausgewählt aus Platin, Pt-TiW, Ti, NiCr, und so weiter umfassen. Die Erforderlichkeit einer solchen Haftschicht ist von der jeweiligen genauen Schichtkombination und dem dafür gewählten Aufbringverfahren abhängig. Die Haft- schichten HEl und HE2 sind dabei auf minimale Schichtdicken optimiert, um die Leitfähigkeit der gesamten Elektrodenschicht El beziehungsweise E2 nicht unnötig zu reduzieren.

Die obere gut leitfähige MetallSchicht ME2 ist vorzugsweise ein gut leitfähiges Metall wie Aluminium, Gold, Kupfer oder entsprechende andere Metalle. Die obere Elektrode kann alternativ aber auch aus einer einzigen Schicht bestehen, z.B. aus einer dicken Platinschicht .

Abschließend ist eine Passivierungsschicht angeordnet, ausgewählt aus Siliziumnitrid, Siliziumoxid oder den anfänglich bereits genannten Polymeren und Gläsern.

Im dargestellten allgemeinen Schichtaufbau sind akustisch relevante Grenzflächen aufgrund ausreichend hoher Impedanzunterschiede zwischen Substrat und dielektrischer Schicht DSl, zwischen unterer leitfähiger Schicht MEl und unterer Haft- schicht HEl, zwischen oberer Haftschicht HE2 und oberer leitfähiger Schicht ME2, zwischen oberer leitfähiger Schicht ME2 und Passivierungsschicht PS sowie zwischen der Passivierungsschicht und dem umgebenden Medium, welches üblicherweise Luft ist.

Zwischen den akustisch relevanten Schichtgrenzen bilden sich im dargestellten Ausführungsbeispiel insgesamt vier Teilresonatoren aus, denen jeweils eine eigene Resonanzfrequenz fl bis f4 zugeordnet ist. Die Abmessungen der Teilresonatoren sind in der Figur durch die entsprechenden Doppelpfeile gekennzeichnet. Aufgrund der gewählten Schichtdickenverhältnisse gilt fl > f2 >> f3 > f4. Allgemein gilt, dass die Resonanzfrequenz um so höher ist, je dünner der Schichtstapel ist, in dem sich die Resonanz ausbildet. Vorzugsweise sind die SchichtStapel möglichst dünn.

Für den der Resonanzfrequenz fl zugeordneten Schichtstapel zwischen unterer leitfähiger Schicht und oberer leitfähiger Schicht bei minimal gewählten Schichtdicken kann sich eine Gesamtschichtdicke von weniger als 500 nm ergeben, wobei einem solchen Schichtenstapel eine akustische Resonanzfrequenz von mehr als vier Gigahertz zugeordnet werden kann.

Die Resonanz f2 bildet sich zwischen der unteren leitfähigen Elektrodenschicht MEl und der Passivierungsschicht aus. Bei minimaler Schichtdicke der oberen Metallisierung von circa 100 nm bis circa 1 μm lässt sich diesem Schichtstapel eine Resonanzfrequenz f3 von unter ein Gigahertz bis circa vier Gigahertz zuordnen.

Die weiteren Resonanzfrequenzen f3 und f4 sind in Abhängigkeit von der Dicke der unteren dielektrischen Schicht DSl o- der der Passivierungsschicht PS bei entsprechend niedrigeren Frequenzen angeordnet. Der Schichtaufbau ist jedoch stets so optimiert, dass der Kondensator in den genannten drei Bandbereichen keine Resonanz aufweist. In dem in Figur 2 dargestellten Schichtaufbau kann die Resonanzfrequenz f4 durch eine Aufrauung der Oberfläche der Passivierungsschicht oder durch Verwendung entsprechend viskoser oder polymerer Materialien unterdrückt beziehungsweise reduziert werden, sodass trotz teilweise stattfindender Resonanz eine höhere Güte in dem der Resonanz f4 entsprechenden Bandbereich erhalten werden kann.

Figur 3 zeigt zwei Möglichkeiten, die Güte eines Kondensators mit einem beispielsweise in Figur 2 dargestellten Schichtaufbau unabhängig von dem Schichtaufbau im Bereich des aktiven Kondensators zu erhöhen. Figur 3a zeigt einen Kondensator im Querschnitt, bei dem die Elektrodenschichten El und E2 zu e- lektrischen Zuleitungen verlängert sind. Außerhalb des Bereiches, in dem die beiden Elektroden El und E2 miteinander ü- berlappen, sind die Elektrodenschichten beziehungsweise die daraus gebildeten Zuleitungen durch ein elektrisch gut leitendes Material aufgedickt, sodass deren elektrischer Serienwiderstand reduziert ist. Figur 3b zeigt einen Kondensator in schematischer Draufsicht, bei dem zusätzlich oder alternativ zur Aufdickung die Grundfläche des Kondensators so ausgestaltet ist, dass die Zuleitung über die längere Seitenkante der rechteckigen Grundfläche des Kondensators angeordnet ist.

Figur 4 zeigt anhand eines schematischen Querschnitts eine weitere Ausgestaltung des für einen Kondensator einsetzbaren Schichtaufbaus . Zuzüglich oder alternativ zu dem Schichtaufbau gemäß Figur 2 weist dieser Kondensator unterhalb der unteren Elektrode El einen akustischen Spiegel auf, der zumindest ein paar Spiegelschichten, umfassend eine Niederimpedanzschicht und eine Hochimpedanzschicht, aufweist. Figur 4a zeigt einen Kondensator mit einem Paar Spiegelschichten, Figur 4b zeigt einen Kondensator mit einem zweiten Paar Spiegelschichten. Die Spiegelschichten sind beispielsweise aus einer Schichtkombination 800 nm Platin und 900 nm Siliziumoxid ausgebildet, die im Bereich von 0,9 Gigahertz bis etwa 2,1 Gigahertz einen hohen Reflektivitätsfaktor von nahezu eins erreichen. Mithilfe solcher Spiegelschichten reduziert sich die Breite der akustischen Resonanz deutlich, sodass sich der frequenzbezogen nutzbare Bereich außerhalb der Resonanz deutlich erhöht.

Figur 5 zeigt den Verlauf des Verlustwinkels tan δ über die Frequenz f. Die unterschiedlichen Messkurven entsprechen Schichtaufbauten ohne Spiegelschicht, mit einem Paar Spiegel- schichten und mit zwei Paar Spiegelschichten und sind zum Vergleich übereinander dargestellt . Erster und zweiter Sperrbereich sind als dicke Balken eingetragen. Es zeigt sich, dass die Breite der Resonanz bereits mit einem Paar Spiegel - schichten stark verringert ist und mit einem zweiten Paar Spiegelschichten noch weiter verringert werden kann. Die Bandbreite der Resonanz lässt sich dabei auf weniger als 100 Megahertz einstellen. Die dargestellten Verlustwinkelverläufe sind für Schichtaufbauten angegeben, bei dem neben dem genannten Spiegelschichtpaar die beiden Elektroden El und E2 aus jeweils 600 nm Pt ausgebildet sind und direkt über dem Aluminiumoxidsubstrat S noch eine circa 30 μm dicke erste dielektrische Schicht aus SiO ₂ angeordnet ist. Die Resonanzfrequenz dieses Schichtaufbaus liegt bei circa 1405 Megahertz, die Breite der Resonanz (ohne Spiegelschichten) be-

trägt mehr als 200 MHz. Mit einem Paar Spiegelschichten wird die Breite auf 50 MHz, mit zwei Spiegelpaarschichten auf 30 MHz reduziert.

Figur 6 zeigt im schematischen Querschnitt eine weitere Variation eines für den Kondensator einsetzbaren Schichtaufbaus . Hier ist über der zweiten Elektrode E2 eine zweite ferro- elektrische Dielektrikumsschicht D2 , darüber eine dritte E- lektrode E3 , eine dritte Dielektrikumsschicht D3 und eine vierte Elektrode E4 angeordnet . Daraus ergibt sich ein Stapel von drei Teilkondensatoren, die beispielsweise parallel verschaltet werden können. Figur 6 zeigt einen solchen Aufbau unter der Zwischenanordnung eines akustischen Spiegels zwischen Substrat und erster Elektrode El, der hier aus zwei Paaren von Spiegelschichten zusammengesetzt ist. Die Dicke der Spiegelschichten und deren Materialauswahl entspricht auch im Stapelkondensator derjenigen des Einfachkondensators, kann aber davon abweichen.

Figur 7 zeigt für den dargestellten Stapelkondensator den Verlauf des Verlustwinkels über die Frequenz im Vergleich zu einem Stapelkondensator ohne akustischen Spiegel . Aufgrund der erhöhten Anzahl von Schichten im Schichtaufbau erhöht sich auch die Anzahl möglicher Resonanzen, die sich durch einen hohen Verlustwinkel und dadurch eine niedrige Güte des Kondensators im jeweiligen Frequenzbereich auszeichnen. In Form von horizontalen Balken ist in der Figur auch ein erster und ein zweiter Bandbereich samt erforderlichen Unterdrückungsniveau eingezeichnet, der erfindungsgemäß frei von Resonanzfrequenzen sein soll. Es zeigt sich, dass die durchgezogene Kurve, die dem Stapelkondensator ohne akustische Spiegel zugeordnet ist, aufgrund der verbreiterten Resonanzen teilweise noch in den zur Nutzung des Kondensators vorgesehenen Bandbereich hineinreichen. Die Kurven dagegen, die einen Stapelkondensator mit einem (gestrichelte Linie) oder gemäß Figur 6 zwei Spiegelschichten (gepunktete Linie) zugeordnet ist, zeigen wesentlich schmälere Resonanzen knapp über 1100

und bei circa 1600 Megahertz, die so angeordnet sind, dass der Kondensator im ersten und zweiten Sperrbereich einen nur geringen Verlustwinkel tan δ und damit eine hohe Güte aufweist. Hiermit ist gezeigt, dass auch bei einem aufwändigen Schichtaufbau mit einer Vielzahl an Kondensatoreinzelschichten durch entsprechende Optimierung ein erfindungsgemäßer Kondensator mit Resonanzen außerhalb der gesperrten Bandbereiche erhalten werden kann.

Die folgende Tabelle 1 gibt nochmals die Schichtaufbauten der anhand der Figuren 4 bis 7 beschriebenen Ausführungsbeispiele an.

Tabelle 1

Schicht/ 1/Fig 4a 2/Fig 4b 3/Fig 6 Beispiel

E4 - - 600nm Pt

D3 - - 200nm BST

E3 - - 600nm Pt

D2 - - 200nm BST

E2 600nm Pt 600nm Pt 600nm Pt

D 200nm BST 200nm BST 200nm BST

El 600nm Pt 600nm Pt 600nm Pt

NI - 900nm SiO ₂ 900nm SiO ₂

HI - 800nm Pt 800nm Pt

NI 900nm SiO ₂ 900nm SiO ₂ 900nm SiO ₂

HI 800nm Pt 800nm Pt 800nm Pt

DS 30μm SiO ₂ 30μτn SiO ₂ 30μm SiO ₂

S Al ₂ O ₃ Al ₂ O ₃ Al ₂ O ₃

Im Folgenden werden weitere konkrete Schichtaufbauten angegeben und auf ihre Tauglichkeit im Hinblick auf hohe Güte in den gesperrten Bandbereichen untersucht . Dazu wird der Aufbau vom Substrat bis zum ferroelektrischen Dielektrikum in den meisten Beispielen konstant gehalten und lediglich die obere Elektrode E2 variiert.

In einer ersten Gruppe wird von einem Schichtaufbau über einem Substrat S aus Aluminiumoxid, einer ersten Dielektrikumsschicht DSl aus 50 μm Siliziumoxid und 30 nm Titanoxid, einer ersten Elektrode El mit einer leitfähigen Schicht MEl aus 500 nm Aluminium und einer ersten HaftSchicht HEl aus 50 nm Platin sowie einer Dielektrikumsschicht D aus 120 nm Bari- um/Strontium-Titanat . Es folgt die zweite Elektrode E2 und darüber 300nm Si ₃ N ₄ als Passivierung. Die zweite Elektrode E2 wird wie folgt variiert :

Nr. zweite Elektrode E2 1. Resonanz

4 960nm Al 1,5 GHz

5 725nm Pt 1,5 GHz

6 lOOnm Pt - 80nm TiW - 200nm Al 3 GHz

7 50nm Pt - 50nm TiW - 200nm Al 3 GHz

8 lOOnm Pt - 80nm TiW - 690nm Al 1,5 GHz

9 lOOnm Pt - 80nm TiW - 115nm Cu 3 GHz

10 lOOnm Pt - 80nm TiW - 840nm Cu 1,5 GHz

11 lOOnm Pt - 80nm TiW - lOOnm Au 3,5 GHz

12 lOOnm Pt - 80nm TiW - 560nm Au 1,5 GHz

Das Beispiel 13 hat die Schichtfolge über einem Substrat S aus Aluminiumoxid: 50μm Siliziumoxid - 1600nm Pt - 120nm BST - 440nm Pt - 1800nm W - 2500nm Al

Durch die Kombination einer dickeren unteren Pt Elektrode und einer oberen mehrschichtigen Elektrode liegen die Resonanzen außerhalb der genutzten Bandbereiche. Durch die dickeren E- lektroden sind die elektrischen Verluste gegenüber den anderen Beispielen reduziert.

Figur 8 zeigt den Verlauf der Güte Q für relativ dünne zweite Elektroden gemäß den Beispielen 6, 9 und 11 über die Frequenz. Bei der Variante mit Gold (durchgezogene Linie) beziehungsweise Kupfer (dicke gestrichelte Linie) als leitfähiger oberer Metallschicht ME2 liegt die Resonanz mit geringer e- lektrischer Güte bei etwa 4 Gigahertz. Dadurch erhält man so-

wohl im Zwei-Gigahertz-Bereich (zweiter Bandbereich) als auch im Fünf-Gigahertz-Bereich (vierter Bandbereich) akzeptable elektrische Güten von mehr als 60. Da Aluminium (siehe dünne gepunktete Linie) eine vergleichbare akustische Impedanz wie Siliziumnitrid hat, wird die Grenzfläche zwischen den beiden Schichten akustisch nicht gesehen, sodass die Grenzfläche von Siliziumnitrid zu Luft für die erste Resonanz verantwortlich ist. Sie liegt daher bei einer niedrigeren Frequenz von circa drei Gigahertz. Dies hat für diese Ausführung mit 200 nm Aluminium als oberes leitfähiges Metall ME2 eine geringere Güte bei fünf Gigahertz zur Folge.

Figur 9 zeigt den Verlauf der Güten für drei weitere Ausführungsbeispiele, denen ein ähnlicher Aufbau wie in Figur 8 zugrunde liegt. Es wird lediglich die Schichtdicke des für die zweite Elektrode E2 verwendeten leitfähigen Metalls erhöht. Die drei dargestellten Kurven entsprechen somit Ausführungen mit 590 nm Al (Beispiel 14) , 400 nm Au (Beispiel 15) beziehungsweise 600 nm Cu (Beispiel 16) . Die Linienzuordnung ist wie in Figur 8. Die restlichen Schichtmaterialien und Schichtdicken bleiben gegenüber den Figur 8 zugeordneten Ausführungsbeispielen unverändert. Mit den höheren Dicken der Aluminium-, Kupfer- oder Goldelektrode wird angestrebt, die erste Resonanz in den Bereich zwischen 1 Gigahertz und 1,7 Gigahertz zu verschieben und möglichst in allen relevanten Frequenzbereichen, also den ersten bis vierten Bandbereichen eine möglichst hohe elektrische Güte zu erreichen. Mit Gold und Kupfer ist dies in diesem Fall nicht möglich. Mit Aluminium als obere leitfähige Schicht wird lediglich im unteren Bereich des Zwei-Gigahertz-Bandes die Güte niedrig, da dieses in der Nachbarschaft der Resonanz bei circa 1,7 Gigahertz liegt. Die Güte für den ersten Bandbereich ist für alle drei Ausführungen hoch, die Güte für den dritten und vierten Bandbereich für alle drei Ausführungen ausreichend hoch.

Figur 10 zeigt den Verlauf der Güte für drei weitere Ausführungen, bei denen wiederum der gleiche Schichtaufbau und die

gleiche Linienzuordnung wie in Verbindung mit den Figuren 8 und 9 verwendet wird, und dabei lediglich die obere leitfähige Schicht in ihren Schichtdicken weiter erhöht wird. Es werden drei Ausführungen betrachtet, bei denen die obere leitfähige Schicht aus 690 nm Aluminium (Beispiel 8) , 560 nm Gold (Beispiel 12) oder 840 nm Kupfer (Beispiel 10) besteht. In dieser Ausführung wird die Forderung einer hohen elektrischen Güte bei fünf Gigahertz und 2,5 Gigahertz, also im dritten und vierten Bandbereich fallengelassen. Durch die erhöhten Schichtdicken kann dafür im Zwei-Gigahertz-Bereich mit allen drei Ausführungen eine hohe Güte erreicht werden.

Figur 11 zeigt den Verlauf der Güte für zwei weitere Ausführungsbeispiele, die wiederum einen den Figuren 8 bis 10 entsprechenden Schichtaufbau aufweisen, wobei die obere leitfähige Schicht ME2 noch weiter erhöht wurde. Es werden zwei Ausführungen mit 960 nm Al (Beispiel 4, siehe gestrichelte Linie) beziehungsweise mit 725nm Pt (Beispiel 5, siehe durchgezogene Linie) untersucht. Für die Ausführung mit Aluminium zeigt sich, dass vor allem die Grenzfläche zur Luft und die Grenzfläche der unteren Platinschicht zum Aluminium akustisch aktiv. Mit Aluminium kann daher in allen relevanten Frequenzbereichen, also im ersten bis vierten Bandbereich eine hohe elektrisch Güte erhalten werden. Nur mit Platin allein als leitfähige Schicht der oberen Elektrode ist dies nicht zu erreichen.

Figur 12 zeigt den Verlauf der elektrischen Güte eines Kondensators gemäß Beispiel 17, bei dem für die erste Elektrode El ausschließlich eine dicke Platinschicht von 1800nm eingesetzt wird. Der übrige Schichtaufbau entspricht den Beispielen 4 bis 11. Es wird eine hohe Güte bei IGHz und 2 GHz sowie eine mittlere Güte bei 2,5 und bei 5 GHz beobachtet.

Der Schichtaufbau von Beispiel 13 weist über einem Aluminiumoxidsubstrat 50 μm Siliziumoxid, als dielektrische Schicht DS, 1600 nm Platin als erste Elektrode El, 120 nm BST als

Dielektrikum D, und eine Dreifachschicht als obere Elektrode E2, bestehend aus 440 nm Platin, 1800 nm Wolfram und 2500 nm Aluminium.

Durch die insgesamt sehr dicken Elektroden reduziert sich der elektrische Widerstand deutlich, sodass außerhalb der akustischen Resonanzen hohe Güten erreicht werden. Durch den relativ dicken Gesamtaufbau kommt es jedoch zu vielen Resonanzen, die aber mit dem angegebenen Schichtaufbau allesamt außerhalb der nutzbaren Bandbereiche eins bis vier liegen. Mit diesen Ausführungsbeispielen werden in allen Bandbereichen die bislang höchsten Güten erhalten.

Ein weiteres weiter optimiertes Ausführungsbeispiel 18 weist einen Aufbau über einem Aluminiumoxid auf, der die folgenden Schichten umfasst : 50μm Siliziumoxid, 30nm Titanoxid, 525nm Platin, 200nm BST, 700nm Pt und 350nm PSG als Passivierungs- schicht PS. Auch mit diesem Ausführungsbeispiel werden in allen vier Bandbereichen hohe Güten erhalten. Die Resonanzfrequenzen, die sich im Schichtaufbau ausbilden können, liegen allesamt deutlich außerhalb der Bandbereiche.

Es zeigt sich, dass mit dem erfindungsgemäßen Schichtaufbau Kondensatoren realisiert werden können, die in allen vier für die mobile Kommunikation genutzten Bandbereichen hohe Güten aufweisen und daher zum Einsatz in Schaltungen und Schaltkreisen geeignet sind, die mit einer oder mehrerer dieser Frequenzen operieren. Die Kondensatoren sind daher zum Einsatz in Anpass-, Verstärker-, Filter- und anderen Schaltungen innerhalb von Endgeräten der mobilen Kommunikation und insbesondere zum Einsatz in Handys geeignet. Schaltungen mit diesen Kondensatoren können integriert auf geeigneten Substraten erzeugt und dabei miteinander verschaltet werden. Zur integrierten Verschaltung sind Strukturierungsschritte erforderlich, die insbesondere nach der Abscheidung der ersten beziehungsweise zweiten und gegebenenfalls weiteren Elektrodenschicht sowie nach Abscheidung des Dielektrikums beziehungs-

weise Ferroelektrikums erfolgen. Die Kondensatoren sind durch Anlegen einer BIAS-Vorspannung in ihrer Dielektrizitätszahl und damit in ihrer Kapazität abstimmbar. Mit den Kondensatoren können daher variable Schaltungen konstruiert werden, die über die Abstimmbarkeit der Kapazität an eine äußere Umgebung anpassbar sind. Insbesondere können die Kondensatoren für unterschiedliche Arbeitsfrequenzen hergerichtet werden und durch entsprechende Abstimmung auf die jeweilige Arbeitsfrequenz optimiert werden. Auf diese Weise ist es auch möglich, mit einer einzigen Schaltung unterschiedliche Konstellationen zu realisieren, die jeweils an einen gegebenen nutzbaren Bandbereich angepasst sind. Mit den abstimmbaren Kondensatoren ist es daher auch möglich, die Komplexität der Schaltungsumgebung von Multiband- beziehungsweise Multimodeendge- räten deutlich zu reduzieren, da bislang unterschiedliche Schaltungen nun mit einer einzigen abstimmbaren Schaltung realisiert werden können. Neben der Komplexität wird dabei auch der Raumbedarf entsprechend der Schaltungen sowie die Kosten der Schaltung reduziert .

In den Ausführungsbeispielen wurde nur gezeigt, dass geeignete Schichtaufbauten realisierbar sind, geeignete Realisierungen aber nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt sind. Im Rahmen der Erfindung liegt es daher, die Schichtaufbauten durch Weglassen einzelner Schichten, Hinzufügen weiterer Schichten, durch Materialänderungen oder Dickenänderungen weiter zu modifizieren.

In allen dargestellten Ausführungen kann die Güte der Kondensatoren durch Verwendung von akustischen Spiegeln weiter verbessert werden, wobei bereits mit einem Paar Spiegelschichten, bestehend aus einer Niederimpedanzschicht NI und einer Hochimpedanzschicht HI, die im Schichtaufbau unterhalb der unteren Elektrode El eingeführt werden, die Breiten der im Schichtaufbau auftretenden Resonanzen deutlich zu reduzieren. Dies hat umgekehrt zur Folge, dass die Güte in den außerhalb der Resonanzen liegenden Bereichen stark erhöht wird. Für

komplexe Optimierungsprobleme in allen vier Bandbereichen können daher mit akustischen Spiegeln verbesserte Eigenschaften erhalten werden, die den erhöhten Aufwand für die Herstellung des akustischen Spiegels rechtfertigen. Mithilfe der akustischen Spiegel gelingt es auch, komplexere Schichtaufbauten mit einer Vielzahl übereinander erzeugter Einzelkondensatoren die jeweils eine zwischen zwei Elektroden eingebettete ferroelektrische Schicht umfassen, zu erzeugen und dabei eine in drei oder vier Bandbereichen ausreichende Güte zu erhalten.